Quelle est la composition chimique du miel?

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• Quels sont les constituants chimiques du miel?
• Quelle est la composition chimique du miel ?
• Quelles sont les étapes importantes de la fabrication du miel ?
• Quelles sont les principales caractéristiques des miels ?
• Quels sont les principaux sucres du miel ?

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Eléments de réponse

• Fabrication du miel par les abeilles

Les abeilles appartiennent à l'ordre des Hyménoptères qui regroupe 20000 espèces d'abeilles. Toutes collectent du nectar et du pollen, s'en nourrissent et participent sans relâche à la pollinisation des plantes et au maintien des équilibres naturels. Toutes les abeilles productrices de miel ne font pas l'objet d'un élevage. C'est l'abeille mellifère et ses races que l'on retrouve un peu partout à travers le monde, car c'est la plus intéressante à élever, c'est elle qui assure les meilleurs rendements. De nombreux rôles sont définis à l'intérieur de la ruche comme gardiennes, ouvrières, butineuses... Chaque abeille accomplira au cours de sa vie toutes ces fonctions.

Une butineuse effectue entre 20 et 50 voyages par jour, chacun demandant environ 15 minutes. Le rayon d'action moyen se situe entre 500 mètres et 2 kilomètres, d'où l'importance, en plus des conditions climatiques et de la nature du sol, de la végétation des alentours du rucher. Elle prélève sur les fleurs le nectar, liquide sucré, sécrété puis excrété par des glandes dites nectarifères, présentes sur de nombreuses plantes.

Le changement de la solution sucrée en miel commence déjà lors du voyage, au cours duquel elle est accumulée dans le jabot de l'abeille. C'est dans son tube digestif que s'amorce la longue transformation : des enzymes agissent sur le nectar. Le saccharose, sous l'action de l'invertase, se transforme en glucose, fructose, maltose et autres sucres. Les modifications physico-chimiques se poursuivent dès l'arrivée à la ruche. A son retour, la butineuse régurgite sa charge, la passe aux ouvrières, qui elles-mêmes la communiquent à d'autres et ainsi de suite. D'individu en individu, la teneur en eau s'abaisse en même temps que le liquide s'enrichit de sucs gastriques et de substances salivaires : invertase, diastase, et gluco-oxydase. Simultanément, d'autres sucres sont synthétisés, qui n'existent pas au départ. La goutte épaissie est déversée ensuite dans une alvéole qui sera, après évaporation, obturée par un opercule de cire. A ce moment, la solution sucrée transformée, qui contient encore 50% d'eau environ, va subir une nouvelle concentration par évaporation, qui se fait sous la double influence :

d'abord de la chaleur régnant dans la ruche et qui est d'environ 36°C ensuite de la ventilation assurée par le travail des ventileuses qui entretiennent un puissant courant d'air ascendant par un mouvement très rapide de leurs ailes. On arrive ainsi à une proportion d'environ 20% d'eau et de 80% de sucres, correspondant aux pourcentages normaux du miel. Evaporation de l'excès d'eau et concentration en sucres sont donc les deux objectifs principaux. Grâce à cela, la colonie dispose en réserve d'un aliment hautement énergétique, stable, de longue conservation et peu sensible aux fermentations. Les bâtisseuses l'utilisent pour fabriquer la cire servant à la construction des cellules de la ruche.

Heureusement pour l'homme, la quantité emmagasinée dans la ruche est largement supérieure aux besoins immédiats de la colonie (l'abeille possède un fort instinct de stockage).

La récolte du miel peut se pratiquer dès la fin de la miellée quand la ruche est devenue très lourde (mi-avril, mi-mai). L'apiculteur retire les cadres de miel, mais en laissant aux abeilles les provisions nécessaires pour qu'elles puissent nourrir les jeunes larves et éventuellement passer l'hiver, si la saison est avancée. C'est pourquoi la ruche est divisée en deux parties : une partie inférieure, le corps, qui contient de hauts rayons garnis non seulement de miel, mais aussi de pollen et de couvain : il ne faut pas y toucher. Au-dessus est placée la hausse garnie de cadres moitié moins hauts, qui ne contient en général que du miel : c'est d'elle que l'apiculteur va obtenir sa récolte. Après avoir chassé les abeilles par enfumage, il transporte les hausses dans la miellerie, et enlève les opercules à l'aide d'un couteau à désoperculer.

• La composition du miel

a) La composition moyenne du miel Comme nous l'avons vu, le miel est un produit dont la fabrication demande plusieurs étapes et chacune d'entre elles a une influence sur sa composition chimique. En schématisant à l'extrême, on pourrait dire que la composition moyenne est la suivante :

hydrates de carbone : 79.5%, eau : 17%, divers : 3.5%. Il est évident qu'en réalité cette composition est beaucoup plus complexe et d'ailleurs on est loin d'en connaître tous les constituants. En 1962, White, Riethoff, Subers et Kushnir ont tenté de donner la composition moyenne du miel en analysant 490 échantillons en provenance de tous les Etats-Unis. Ils ont pu déterminer la proportion des principaux constituants du miel.

• L'eau est présente en quantité non-négligeable puisque sa teneur moyenne est de 17.2%, mais comme le miel est un produit biologique, cette valeur peut varier. En fait, les abeilles operculent les alvéoles lorsque la teneur en eau avoisine les 18%. De plus, certains aspects de l'eau contenue dans le miel restent un mystère puisque Helvey a montré que la proportion en deutérium de l'eau du miel est sensiblement plus élevée que celle de l'eau ordinaire. On ne sait pas d'où provient cet enrichissement en deutérium.

• Les hydrates de carbone constituent la partie la plus importante du miel, mais c’est aussi la plus difficile à analyser. Il s’agit essentiellement de sucres dont le dosage se fait, comme nous le verrons plus loin, par chromatographie. On trouve des monosaccharides (glucose et lévulose) qui représentent 85% à 95% des sucres du miel mais c’est le lévulose qui est presque toujours dominant, avec une teneur de 38% du poids du miel, tandis que la teneur en glucose est de 31%. On y trouve également du saccharose (1.5%) et du maltose (7.5%) ainsi que d'autres sucres présents à l'état de traces : isomaltose, nigérose, turanose, maltulose, isomaltulose, leucrose, kojibiose, néotréhalose, gentiobiose, laminaribiose, mélézitose, erlose, 1-kertose, dextrantriose, raffinose, isopanose, isomaltotétraose, 6-a-glucosylsaccharose, arabogalactomannane, maltotriose, isomaltopentaose, panose, isomaltotriose, 3-a-isomaltosylglucose, centose (E. Crane, 1980). La présence de lévulose et de glucose provient en grande partie de l'action de l'invertase sur le saccharose. En effet, le saccharose est dextrogyre. Lorsqu'il est hydrolysé, soit par les acides, soit par l'invertase intestinale, on obtient un mélange de quantités équimolaires de D(+) GLUCOSE et de D(-) FRUCTOSE : la lévorotation du fructose est donc plus importante que la dextrorotation du glucose, de sorte que le mélange obtenu est lévogyre, ce qui lui a valu le nom de sucre interverti..

SACCHAROSE + EAU = GLUCOSE + FRUCTOSE

Quant à l'origine de la présence des autres sucres, elle est peu connue. Il semblerait que la nature et la quantité des sucres additionnels dépendent de la plante sur laquelle le miel a été récolté.

• Le miel contient aussi des acides. Le plus important est l'acide gluconique dont l'origine serait une bactérie, appelée gluconobacter, qui, lors de la maturation du miel, transformerait le glucose en acide gluconique. On y trouve également une vingtaine d'acides organiques comme l'acide acétique, l'acide citrique, l'acide lactique, l'acide malique, l'acide oxalique, l'acide butyrique, l'acide pyroglutamique et l'acide succinique. On y trouve des traces d'acide formique (un des constituants du venin), d'acide chlorhydrique et d'acide phosphorique. D'autres composés, les lactones, dont la présence est constante, ont également une fonction acide. Le pH, qui peut varier de 3.2 à 4.5, est égal, en moyenne, à 3.9.

• Les matières minérales ou cendres ont une teneur inférieure à 1% (elle est en général de l'ordre de 0.1%). On y trouve, dans l'ordre d'importance, du potassium, du calcium, du sodium, du magnésium, du cuivre, du manganèse, du chlore, du phosphore, du soufre et du silicium ainsi que plus de trente oligo-éléments. Leur teneur dépend des plantes visitées par les abeilles ainsi que du type de sol sur lequel elles poussent.

• Les protides sont présents en faible quantité (1.7 gramme par kilogramme de miel soit une teneur de 0.26%) et la teneur en azote est négligeable (de l'ordre de 0.041%). Il s'agit essentiellement de peptones, d'albumines, de globulines et de nucléo-protéines qui proviennent soit de la plante, soit de l'abeille. Il y a également des acides aminés libres dont la proline, qui provient des sécrétions salivaires de l'abeille.

• De nombreuses enzymes se retrouvent dans le miel : l'invertase, l'a-amylase, la b-amylase, l'a-glucosidase et la glucose-oxydase capable de transformer le glucose en acide gluconique. Le miel contient aussi une catalase et une phosphatase. Ces diastases sont détruites par un chauffage exagéré du miel, qu'il y a donc lieu d'éviter si on veut bénéficier de leur action. Ainsi, leur dosage permet de détecter les fraudes liées au chauffage du miel.

• D'autres constituants interviennent :

les vitamines : le miel en est très pauvre. Il s'agit essentiellement de vitamines B (B1, B2, B3, B5, B6, B8, B9) qui seraient apportées par le pollen. le miel est également pauvre en lipides : ceux qu'on y trouve sont probablement des microparticules de cire qui échappent à la filtration. les substances aromatiques ne sont pas importantes quant à leur poids. Les composés sont isolés par les méthodes de chromatographie en phase gazeuse. On dénombre plus de cinquante substances aromatiques qui peuvent permettre l'identification de l'origine des miels, car elles paraissent provenir presque exclusivement de la plante. le miel est considéré comme un produit pur. Mais il n'est pas exempt de produits polluants, présents en très faible quantité, comme le plomb et le cadmium. Le dosage de ces polluants dans le miel est particulièrement intéressant puisqu'il constitue un bon indicateur de pollution de l'environnement. l'H.M.F (hydroxyméthylfurfural) est présent dans les miels vieux ou qui ont subi un chauffage. Plus sa teneur est faible, meilleur est le miel. Le dosage d' H.M.F permet d'ailleurs de détecter si le miel a été chauffé et donc dénaturé. On peut ainsi détecter certaines fraudes. b) La règlementation relative à la composition moyenne du miel Il existe une règlementation concernant la composition chimique du miel. Afin de détecter certaines fraudes, notamment celles concernant l'ajout d'eau ou de sucres, des analyses doivent être pratiquées. Selon une directive européenne, voici les caractéristiques de la composition des miels :

1- teneur apparente en sucres réducteurs exprimée en sucre inverti

miel de nectar : pas moins de 65% miel de miellat, seul ou en mélange avec le miel de nectar : pas moins de 60% 2- teneur en eau

en général pas plus de 21% miel de Bruyère (Calluna) et miel de Trèfle (Trifolium Sp.) : pas plus de 23% 3- teneur apparente en saccharose

en général pas plus de 5% miel de miellat seul ou en mélange avec le miel de nectar, miels d'Acacia, de Lavande et de Bankia Menziesii : pas plus de 10% 4- teneur en matières insolubles

en général pas plus de 0.1% miel pressé : pas plus de 0.5% 5- teneur en matières minérales

en général pas plus de 0.6% miel de miellat seul ou en mélange avec le miel de nectar : pas plus de 1% 6- teneur en acides libres : pas plus de 40 milliéquivalents par kilogramme

7- Indice diastasique et teneur en H.M.F déterminés après traitement et mélange

a- indice diastasique - échelle de Schade

en général pas moins de 8 miel ayant une faible teneur naturelle en enzymes (exemples : miel d'agrumes) et une teneur en H.M.F non supérieure à 15 mg/kg : pas moins de 3 b- H.M.F : pas plus de 40 mg/kg (sous réserve des dispositions visées sous a) 2ème tiret)

II - Les caractéristiques du miel Le miel présente selon l'origine de la plante ,la composition de ses sucres et le température une couleur allant du blanc au brun foncé, et une consistance plus ou moins liquide.

1) Propriétés physico-chimiques du miel Les propriétés mécaniques, thermiques, électriques, optiques du miel ont été étudiées en vue d'applications technologiques. On possède de bonnes informations sur des propriétés comme la viscosité, la conductibilité thermique, la chaleur spécifique, ce qui facilite le travail de l'ingénieur devant réaliser des installations industrielles de conditionnement du miel.

a) Le poids spécifique Il s'apprécie avec un densimètre. C'est une donnée très utile pouvant être utilisée pour mesurer la teneur en eau des miels. On peut admettre une moyenne de 1.4225 à 20°C.

b) La viscosité. La viscosité du miel dépend de sa teneur en eau, de sa composition chimique et de sa température.

La plupart des miels se comportent comme des liquides newtoniens; certains d'entre eux ont, du fait de leur composition particulière, des propriétés particulières.

Concepts ou notions associés

ruche / abeille / miel / sucres / glucose / fructose / saccharose / propolis / cire / nectar / pollen /

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Bibliographie

Pour citer cette page: (est la composition chimique du miel?)

ABROUGUI, M & al, 2018. Quelle est la composition chimique du miel?. In Didaquest [en ligne]. <http:www.didaquest.org/wiki/Quelle_est_la_composition_chimique_du_miel%3F>, consulté le 21, novembre, 2024

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